DE1604119A1 - Device for contactless continuous ventilation control - Google Patents
Device for contactless continuous ventilation controlInfo
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
Description
Gerät zur-kontaktlosen kontinuierlichen Belüftungsregelung Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Gerät, mit dem einekontinuierlich regelbare Belüftung von Räumen, insbesondere Wohn- und Arbeitsräumen sowie Stallungen, vorgenommen Werden kann.Device for contactless continuous ventilation control The present Invention describes a device with which a continuously adjustable ventilation of Rooms, in particular living and work rooms as well as stables can.
Die Steuerung kann hierbei von Hand auf Grund individueller Forderungen bzwp automatisch, beispielsweise durch ein programmierzeitschaltwerk oder einen Fühler erfolgen, welcher raumklimatische Größen, wie Temperatur, Feuchte, Ionenzahl, Aerosolgehalt, Sauerstoffmenge etc., mißt.The control can be done by hand based on individual requirements or automatically, for example by a programming timer or a There are sensors which measure room climate parameters such as temperature, humidity, number of ions, Aerosol content, amount of oxygen, etc., measures.
Zur Erläuterung das Standes der Technik auf diesem Gebiet sei die Funktion eines Gerätes zur temperaturgesteuerten Belüftung gemäß beigefügter Druckschrift geschildert:.To explain the state of the art in this area is the Function of a device for temperature-controlled ventilation according to the attached publication described :.
Die Raumtemperatur wird durch temperaturabhängige Widerstände abgetastet, welche jeweils in einem Zweig einer meßbrücke liegen. In den Diagonalzweigen dieser Brücken liegt jeweils der Eingang eines Transistorschaltverstärkers, der bei einem vorgebbar®n, von Brücke zu Brücke verschiedenen Schwellwert ein Relais schaltet. Diese Relais betätigen nachfolgende Leistungsschütze, Welche den Lüftermotor an eine Transformatoranzapfung der jeweils zugehörigen Spannung legen und damit die Drehzahl, also den Luftdurchsatz, ändern.The room temperature is scanned by temperature-dependent resistors, which are each in a branch of a measuring bridge. In the diagonal branches of this Bridges are each the input of a transistor switching amplifier that is connected to a can be specified, a relay switches from bridge to bridge, a different threshold value. These relays operate the following contactors, which turn on the fan motor put a transformer tap of the respective associated voltage and thus the Change the speed, i.e. the air flow.
Die Nachteile eines solchen Geräte bestehen im wesentlichen im Folgenden= Sobald mehr als zwei verschiedene Drehzahlen erforderlich sind, müssen für jede weitere Stufe-ein zusätzlicher Fühlerwidsrstand und eine weitere Kombination von Maßbrücke, Schaltverstärker, Relais und Loietungeschütz vorgesehen wordoni Ferner ist, ins-besondere bei großen Schaltleistungen im Falle von ganzen Gruppen von Lüftermotoren, ein entsprechend großer und aufwendiger Transformator notwendig, der die Anzapfungen für die verschiedener Motorspannungen trägt. Weiter treten, insbesondere in Räumen mit verunreinigter Lufti oft durch Verschmutzung der Kontakte der Schaltschütze im Laufe der Zeit Fehlschaltungen auf, welche die Betriebssicherheit beeinträchtigen. Schließlich ist in vielen Fällen eine stufenweise,Änderung infolge des dadurch bedingten sprunghaften Wechsels des Luftdurchsatzes störend oder unzureichend.The disadvantages of such devices consist substantially below = Once required more than two different speeds, must be wordoni provided Furthermore, for each additional stage an additional Fühlerwidsrstand and another combination of Maßbrücke, switching amplifiers, relays and Loietungeschütz, in particular at large switching capacities in the case of whole groups of fan motors, a correspondingly large and complex transformer is necessary, which carries the taps for the various motor voltages. Furthermore, faulty switching occurs over time, especially in rooms with contaminated Lufti, due to contamination of the contacts of the contactors, which impair operational safety. Finally, in many cases, a gradual change as a result of the sudden change in the air throughput caused by it is disruptive or inadequate.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, das die geschilderten Nachteile vermeidet und eine kontaktlose kontinuierliche Regelung der Drehzahl der Lüftermotoren ermöglicht. Der Kern dieses Geräts ist ein neuer Halbleiter-Baustein, wie er z.B. von der Fa. General Electric gemäß einer weiteren Anlege zu dieser Anmeldung unter der Bezeichnung "TRIAC" hergestellt wird. Dieses Bauelement ist ein Halbleitet-WechSelStromschalter mit 3 Elektrodeng der durch ein Steuersignal in jeder Richtung leitend geschaltet werden kann; er besteht im wesentlichen aus 2 in Einwegschaltung mit Wechselstromausgang geschalteten steuerbaren Silizium-Gleichrichtern.The present invention relates to an apparatus having the aforesaid Avoids disadvantages and a contactless continuous control of the speed of the Fan motors made possible. The core of this device is a new semiconductor component, as e.g. from General Electric according to a further attachment to this application is manufactured under the name "TRIAC". This component is a semiconductor AC switch with 3 electrodes which are switched on by a control signal in each direction can be; it essentially consists of 2 in one-way circuit with AC output switched controllable silicon rectifiers.
Die Wirkungsweise einer solchen Schaltung soll an Hand des in Abb. 1 dargestellten Schaltungsbeispiels erläutert werden: Als Temperaturmeßfühler dient ein NTC-Widerstand R in Brückenschaltung, der in dem als Brücke ausgebildeten Eingangskreis eines Regelverstärkers VZ liegt. Eine Temperaturabweichung vom Sollwert des NTC-Widerstandes bewirkt eine Brückenverstimmung und dadurch eine der Widerstandsänderung analoge Regelgröße am Ausgang des Verstärkers V1. Die so verstärkte Regelgröße tritt als Strom Ilil' auf, welcher die Heizwicklung eines fremdgeheizten, temperaturabhängigen Widerstandes W durchfließt und dadurch seinen Wert verändert. Diese Anordnung bewirkt u.a. eine in vielen Fällen erwünschte Verzögerung des Einsatzes der Regelung und ermöglicht auf einfache Art die Unterdrückung von Regelschwingungen. Der Widerstand W liegt, zusammen mit dem Kondensator C, an der Wicklung eines Transformators Tr. Von dieser bekannten Phasenschieberschaltung wird eine an den Punkten P1 und P2 analog der Regelgröße ge- genüber der Netzspannungsphasenlage verschobene Wechselspannung dem nachfolgenden Schaltverstärker V2 zugeführt. Dieser Verstärker wirkt als Impedantwandler und bewirkt die Aussteuerung des im Regelkreis liegenden steuerbaren W®chselstromechalters T. Im Eingangsbrückenzweig des-Regelverstärkers V1 sind Widerstandselemente R1 und R2 eingefügt, wie sie im Schaltbild der Abb. 1, beispielsweise zum temperaturabhängigen Meßfühler R in Serie bzw. über den Schalter S1 umschaltbar anstelle des Meßfühlers R eingezeichnet sind. Bierbei hat der regelbare Widerstand R1 die Funktion der Arbeitspunktverschiebungdas ist die Veränderung der Sollwerttemperaturo Der Widerstand R2 dient z:ur manuellen Steuerung der beschriebenen Schaltung.The mode of operation of such a circuit will be explained using the circuit example shown in Fig. 1: An NTC resistor R in a bridge circuit, which is located in the bridge-designed input circuit of a control amplifier VZ, serves as the temperature sensor. A temperature deviation from the nominal value of the NTC resistor causes a bridge detuning and thus a controlled variable analogous to the change in resistance at the output of amplifier V1. The controlled variable amplified in this way appears as a current Ilil ', which flows through the heating winding of an externally heated, temperature-dependent resistor W and thereby changes its value. This arrangement causes, among other things, a delay in the use of the control, which is desirable in many cases, and enables control oscillations to be suppressed in a simple manner. The resistance W, together with the capacitor C, at the winding of a transformer Tr. From this known phase shifting circuit is applied to one of the controlled variable analog at the points P1 and P2 overall genüber the mains voltage phase-shifted alternating voltage to the subsequent switching amplifier V2. This amplifier acts as an impedance converter and controls the controllable alternating current switch T. are shown switchable via the switch S1 instead of the sensor R. The adjustable resistor R1 has the function of shifting the operating point that is the change in the setpoint temperature. The resistor R2 is used for manual control of the circuit described.
Über das beschriebene Beispiel hinaus erfordert der Regelverstärker V1 nicht unbedingt einen Fühler, der als Widerstand ausgebildet ist. Vielmehr kann der Regelverstärker--im allgemeinen Fall direkt durch eine als Spannung oder Strom vorliegende Regelgröße angesteuert werden, ohne daß dadurch die beschriebenen- Funktionen des Gerätes verändert tuenden. Wirkunizsweise Die elektronische Stallautomatik Typ ASL dient zur selbsttätigen Steuerung der Drehzahl von Ventilatoren und damit ihrer Förderleistung in 4 Stufen in Abhängigkeit von der Stalltemperatur. Die Automatik nimmt dem Landwirt die dauernde Überwachung der Stalltemperatur und davon abhängiges Steuern der Ventilatoren von Hand über die Drehzahlschalter ab. Außerdem wird-bei plötzlichen Kälteeinbrüchen eine starke Absenkung der Stalltemperatur verhindert.In addition to the example described, the control amplifier V1 does not necessarily require a sensor which is designed as a resistor. Rather, the control amplifier can - in the general case be controlled directly by a controlled variable present as a voltage or current, without the described functions of the device being changed as a result. Mode of operation The electronic house automation type ASL is used to automatically control the speed of fans and thus their delivery rate in 4 stages depending on the house temperature. The automatic system relieves the farmer of the constant monitoring of the house temperature and the dependent control of the fans by hand via the speed switch. In addition, a sharp drop in the stable temperature is prevented in the event of sudden cold spells.
Aufbau ' Die Automatik für Stallüftung ASL besteht aus: dem Schaltkasten Type EM-3/66 dem Transformator Type DSK 3521 dem Meßfühler Type M-3/66 dem Thermostat RT 4 sp (Temperaturbegrenzungsthermostat) Der Schaltkasten aua Isolierstoff enthält die benötigten Schalt-und Steuerelemente. Auf dem tlehlCusedeckel sind angeordnet: die Schalterantriebe für den Hauptwahlachalter und den Temperaturbereichs-Wahlaehalter 4 grüne Meldeleuchten - zur Anzeige der Spannungsstufen (Drehzahlstufen) bei Automatikbetrieb -1 rote Meldeleuchte - gibt Störungsmeldung, wenn die Sicherung angesprochen hat -1 weiße Meldeleuchte - zeigt an, wenn die Ventilatoren vom Sicherheitsthermostaten RT 4 sp abgeschaltet wurden -1 Taster - zum Einschalten der Sicherung -An der oberen Seite befinden sich die 5 Stopfbuchaverachraubungen zur Einführung der Leitungen vom Netz und zum Trafo, Meßfühler, Thermostat und den Ventilatoren.Construction 'The automatic system for stall ventilation ASL consists of: the switch box type EM-3/66 the transformer type DSK 3521 the sensor type M-3/66 the thermostat RT 4 sp (temperature limiting thermostat) The switch box made of insulating material contains the necessary switching and control elements . The following are arranged on the tlehlCuse cover: the switch drives for the main selector switch and the temperature range selector holder 4 green indicator lights - to display the voltage levels (speed levels) in automatic mode -1 red indicator light - gives a fault message when the fuse has tripped -1 white indicator light - indicates, if the fans have been switched off by the safety thermostat RT 4 sp - 1 button - to switch on the fuse - On the upper side are the 5 screwed stuffing boxes for the introduction of the lines from the mains and to the transformer, measuring sensor, thermostat and fans.
Der Transformator DSK 3251, in einem Stahlblechgehäuse unterge- bracht, ist ein Stufentransformator in Sparschaltung mit 5 Abgriffen, es. werden jedoch nur 4 Abgriffe 220 V-180 V-150 V-100 V benutzt Der-Thermostat RT 4 ap ist als Sicherheitsglied vorgesehen. Er schaltet bei automatischem und bei Hand-Hetrieb.die Ventilatoren ab, wenn eine auf dem Thermostaten einstellbare Mindesttemperatur unterschritten wird; es leuchtet dann die weiße Meldeleuchte auf. Die Schaltung ist aus dem Stromlaufplan ersichtlich.The transformer DSK 3251, housed in a sheet steel housing, is a step transformer in economy circuit with 5 taps, es. however, only 4 taps 220 V-180 V-150 V-100 V are used. The RT 4 ap thermostat is intended as a safety element. He switches off with automatic and manual Hetrieb.die fans when an adjustable thermostat on the minimum temperature is below; the white indicator light then lights up. The circuit can be seen from the circuit diagram.
S chaltunx Über den Hauptschalter mit den Stellungen 0 (Aue) - A (Automatik) -4 - 3 - 2 - 1 (Handbetrieb) werden cie Ventilatoren in Betrieb ge- nommen. Mit-dem Temperaturwahlsehalter (Stellungen 10-15-20-25-300 C) nommen. S chaltunx via the main switch with the positions 0 (Aue) - A (automatic) -4 - 3 - 2 - 1 (manual operation) can be accepted cie fans in operation overall. Use the temperature selector switch (positions 10-15-20-25-300 C) .
wird die gewünschte Solltemperatur für den automatischen Betrieb vorgewählt. . 1) Automatischer Betrieb Bei Schaltung des Hauptschalters auf der Stellung "A" und bei Wiedereinschaltung durch den Thermostaten RT 4 sp laufen die Ventilatoren auf der höchsten Spannungsstufe (220 V) an, um in jedem Falle einen einwandfreien Anlauf sicherzustellen. Nach 5 Sekunden werden die Ventilatoren auf die Stufe umgeschaltet, die sich aus der Stellung des Temperaturwahlschalters und der vom Meßfühler ermittelten Stalltemperatur ergibt. the desired temperature setting for the automatic mode is selected. . 1) Automatic operation When the main switch is switched to position "A" and when it is switched on again by the RT 4 sp thermostat, the fans start at the highest voltage level (220 V) in order to ensure that they start up properly. After 5 seconds the fans are switched to the level that results from the position of the temperature selector switch and the house temperature determined by the sensor.
Die Stallautomatik versucht, durch Steuerung der Drehzahl der Ventilatoren die über den Temperaturwahlschalter vorgewählte Solltemperatur im Stall zu halten. Wenn die gewünschte Temperatur im Stall erreicht ist, laufen die Ventilatoren auf der mittleren Drehzahlstufe. Bei steigenden Stalltemperaturen werden die Ventilatoren auf die höheren Spannungsstufen,bei sinkenden Temperaturen auf die niedrigeren umgeschaltet.The house automation tries to control the speed of the fans Maintain the target temperature preselected via the temperature selector switch in the house. When the desired temperature is reached in the house, the fans run the medium speed level. When the house temperature rises, the fans are turned on to the higher voltage levels, with falling temperatures to the lower ones.
Die Schalttemperaturen der Automatik bei den einzelnen Solltemperaturstufen sind aus der Tabelle 1 ersichtlich.The switching temperatures of the automatic at the individual target temperature levels can be seen from Table 1.
Sinkt die Stalltemperatur unter einen noch zulässigen Mindestwert, schaltet der Temperaturbegrenzungsthermostat die Ventilatoren ab. Die Einstellung des Thermostaten erfolgt von Hand auf eine Minimumtemperatur, die nicht unterschritten werden soll und die je nach Tierart unterschiedlich ist. Die in der Tabelle 1 genannten Abschalttemperaturen sind unverbindliche Beispielswerte.If the house temperature falls below a still permissible minimum value, the temperature limitation thermostat switches off the fans. The setting of the thermostat is carried out by hand to a minimum temperature, which is not fallen below and which is different depending on the species. Those mentioned in table 1 Switch-off temperatures are non-binding example values.
Beispiel: Wahltemperatur 20o C Stalltemperatur 18o C Die Ventilatoren laufen mit Geschwindigkeitsstufe II. Steigt die Stalltemperatur aufgrund der relativ keinen Luftmenge an und überschreitet die Temperatur von 20 C, so schaltet die Automatik die Ventilatoren auf Geschwindigkeitsstuffe III. Jetzt laufen die Ventilatoren schneller und fördern mehr Luft. Sollte die Stalltemperatur aufgrund der höheren Außentemperatur jedoch weiter ansteigen, so würden die Ventilatoren bei Überschreiten der Temperatur von 230 C auf die Geschwindigkeitsstufe IV geschaltet, d. h. jetzt mit voller Drehzahl arbeiten.Example: Select temperature 20o C house temperature 18o C The fans run at speed level II. If the house temperature rises due to the relatively no air volume and exceeds the temperature of 20 C, the automatic system switches the fans to speed level III. Now the fans run faster and convey more air. However, if the house temperature should continue to rise due to the higher outside temperature, the fans would be switched to speed level IV when the temperature exceeded 230 C, ie they would now work at full speed.
Ist diese Drehzahl und damit die Luftmenge zu groß, oder fällt die Außentemperatur ab, so wird die Stalltemperatur ab8inkena Bei Unterschreiten der Temperaturstufen 23 - 20- - 17 C schaltet die Automatik die Ventilatoren auf die Geschwindigkeitsstufen III II I, also langsamere Drehzahl.Is this speed and thus the amount of air too high, or does the Outside temperature, so the house temperature is ab8inkena When falling below the Temperature levels 23-20--17 C the automatic switches the fans to Speed levels III II I, i.e. slower speed.
Sollte die Stalltemperatur weiter absinken, schaltet der Temperaturbegrenzungs-Thermostat bei 140 C die Ventilatoren ab.Should the house temperature drop further, the temperature limiting thermostat switches the fans switch off at 140 C.
Über die grünen Meldeleuchten wird angezeigt, über welche Spannungsstufe die Ventilatoren im Augenblick laufen. 2) Handbetrieb Bei Ausfall der Automatik können die Ventilatoren in 4 Drehzahl-Stufen von Hand gesteuert werden Sie werden nur vom Sicherheitsthermostaten abgeschaltet, wenn die auf diesem eingestellte Temperatur unterschritten wird.The green indicator lights indicate which voltage level is being used the fans are running right now. 2) Manual operation in the event of failure With the automatic system, the fans can be controlled manually in 4 speed levels They are only switched off by the safety thermostat if the one set on this Temperature is fallen below.
Sicherung Hat die Sicherung ausgelöst, wird dieses durch die rote Meldeleuchte angezeigt. Durch den Drucktaster (Sicherung) kann die Sicherung wieder eingeschaltet werden.Fuse If the fuse has tripped, this is indicated by the red indicator light. The fuse can be switched on again with the push button (fuse).
AnschluB Die Automatik für Stallüftung ist für eine Betriebsspannung
von 220 V, 50 Hz mit einer Schaltleistung von 15 A gebaut. Es können folgende Ventilatoren
angeschlossen werden:
Vergleichen Sie die beiden Strom- kreise unten. Beide zeigen einen statischen Zweiweg-Netzschalter, links mit mehreren gesteuerten Siliziumgleichrichtem, rechts mit einem einzigen TRIAC. Wenn Sie statische Netzschaltungen, Tempe- raturmes3er, stufenlose Helligkeits- regler _ oder Motordrehzahlregler einsetzen wollen; sollten Sie sich über TRIAC Informieren. Er wird In kleinen, robusten Gehäusen für Gewinde- oder Preßfit-Montage In zwei Nennapannungen geliefert: 200 V (Typ SC40B) und 400 V (Typ SC40D). . Sie werden auch den neuen DIAC Interessant finden, eine Wechaeistrom-Schaltdiode zur Triggerung des TRIAC oder von gesteuerten Siiiziumgleichrichtem. Nähre Ein- zelheiten erfragen Sie bitte bei: Compare the two circuits below. Both show a static two-way power switch, on the left with several controlled silicon rectifiers, on the right with a single TRIAC. If you want to use static network circuits , temperature meters, stepless brightness regulators or motor speed regulators; you should inform about TRIAC. It is supplied in small, robust housings for threaded or press-fit assembly in two nominal voltages: 200 V (type SC40B) and 400 V (type SC40D). . You will also find the new DIAC interesting, an AC switching diode for triggering the TRIAC or controlled silicon rectifiers. Zelheiten nourishing inputs Please ask:
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DE (1) | DE1604119A1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE3836625A1 (en) * | 1987-11-01 | 1989-05-11 | Maico Elektroapparate | Control device |
DE4319930A1 (en) * | 1993-06-16 | 1994-12-22 | Abb Patent Gmbh | Ventilation of moist rooms |
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1966
- 1966-04-05 DE DE19661604119 patent/DE1604119A1/en active Pending
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